网络学习笔记（4）- IS-IS概念

IS-IS概述

IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中的CLNS（ConnectionLess Network Service，无连接网络服务）的一部分。IGP链路状态协议，优先级15，度量值cost开销为10，工作在数据链路层

网络实体名

NET（Network Entity Title，网络实体名称）是OSI协议栈中设备的网络层信息，主要用于路由计算，由区域地址（Area ID）和System ID组成，可以看作是特殊的NSAP（SEL为00的NSAP）。NET的长度与NSAP的相同，最长为20Byte，最短为8Byte。在IP网络中运行IS-IS时，只需配置NET，根据NET地址设备可以获取到Area ID以及System ID。

举例：

• 每台运行IS-IS的网络设备至少需拥有一个NET，当然，一台设备也可以同时配置多个NET，但是这些NET的System ID必须相同。
• 在华为的网络设备上，System ID的长度总是固定的6Byte。在一个IS-IS路由域中，设备的System ID必须唯一，为了便于管理，一般根据Router ID配置System ID。

IS-IS的区域划分

IS-IS在自治系统内采用骨干区域与非骨干区域两级的分层结构：

• Level-1路由器部署在非骨干区域。
• Level-2路由器和Level-1-2路由器部署在骨干区域。

每一个非骨干区域都通过Level-1-2路由器与骨干区域相连。

IS-IS路由器的分类

Level-1路由器

Level-1路由器（例如图中的R1）是一种IS-IS区域内部路由器，它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻接关系，这种邻接关系称为Level-1邻接关系。Level-1路由器无法与Level-2路由器建立邻接关系。

Level-1路由器只负责维护Level-1的链路状态数据库LSDB，该LSDB只包含本区域的路由信息。值得一提的是，Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器接入IS-IS骨干区域从而访问其他区域。

Level-2路由器

Level-2路由器（例如图中的R4、R5、R6、R7）是IS-IS骨干路由器，它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者Level-1-2路由器形成邻接关系。Level-2路由器维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含整个IS-IS域的所有路由信息。

所有Level-2级别（即形成Level-2邻接关系）的路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信。路由域中Level-2级别的路由器必须是物理连续的，以保证骨干网的连续性。

Level-1-2路由器

Level-1-2路由器与OSPF中的ABR非常相似，它也是IS-IS骨干网络的组成部分。

Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。

同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器（例如图中的R2和R3），它可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻接关系，也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻接关系。

IS-IS的网络类型

IS-IS会自动根据接口的数据链路层封装决定该接口的缺省网络类型， IS-IS支持两种类型的网络：

• 广播（Broadcast）： 如Ethernet。
• 点到点（P2P）： 如PPP、 HDLC等。

IS-IS开销值

IS-IS使用Cost（开销）作为路由度量值，Cost值越小，则路径越优。IS-IS链路的Cost与设备的接口有关，与OSPF类似，每一个激活了IS-IS的接口都会维护接口Cost。然而与OSPF不同的是，IS-IS接口的Cost在缺省情况下并不与接口带宽相关（在实际部署时，IS-IS也支持根据带宽调整Cost值），无论接口带宽多大，缺省时Cost为10。

一条IS-IS路径的Cost等于本路由器到达目标网段沿途的所有链路的Cost总和。

IS-IS有三种方式来确定接口的开销，按照优先级由高到低分别是：

• 接口开销：为单个接口设置开销，优先级最高。
• 全局开销：为所有接口设置开销，优先级中等。
• 自动计算开销：根据接口带宽自动计算开销，优先级最低。

开销类型

• narrow：默认，最大取值63
• wide: 最大取值16777215

IS-IS报文格式

IS-IS报文是直接封装在数据链路层的帧结构中的。

PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）可以分为两个部分，报文头（IS-IS Header）和变长字段部分（Variable Length Fields ）。

其中IS-IS Header又可分为通用头部（PDU Common Header）和专用头部（PDU Specific Header）。对于所有PDU来说，通用报头都是相同的，但专用报头根据PDU类型不同而有所差别。

IS-IS通用头部详解:

IS-IS报文类型:

• IS-IS的PDU有4种类型：IIH(IS-IS Hello)，LSP（ Link State PDU，链路状态报文），CSNP（Complete Sequence Number PDU，全序列号报文），PSNP（Partial Sequence Number PDU，部分序列号报文）。
• IIH：用于建立和维持邻接关系， 广播网络中的Level-1 IS-IS路由器使用Level-1 LAN IIH； 广播网络中的Level-2 IS-IS路由器使用Level-2 LAN IIH； 点到点网络中则使用P2P IIH。
• LSP：用于交换链路状态信息。LSP分为两种，Level-1 LSP、Level-2 LSP。
• SNP：通过描述全部或部分链路数据库中的LSP来同步各LSDB，从而维护LSDB的完整与同步。SNP包括CSNP和PSNP，进一步又可分为Level-1 CSNP、 Level-2 CSNP、 Level-1 PSNP和Level-2 PSNP。

IS-IS常见的TLV

TLV的含义是：类型（TYPE），长度（LENGTH），值（VALUE）。实际上是一个数据结构，这个结构包含了这三个字段。

使用TLV结构构建报文的好处是灵活性和扩展性好。采用TLV使得报文的整体结构固定，增加新特性只需要增加新TLV即可，不需要改变整个报文的整体结构。

总结图